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Microchip Ladebaustein

100 Watt über die USB-Schnittstelle

13. Juni 2014, 9:16 Uhr | Joachim Kroll

Laden mit bis zu 100 Watt – nach der »USB Power Delivery«-Spezifikation

Microchip hat einen Ladecontroller für USB vorgestellt, der bis zu 100 Watt über die USB-Schnittstelle pumpt. Damit können auch stärkere Verbraucher geladen oder versorgt werden.

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Für den Ladevorgang mit höherer Leistung gibt es schon seit 2012 die »USB Power Delivery«-Spezifikation, aber erst jetzt kommen erste Bausteine auf den Markt, die dieses Protokoll auch umsetzen. Der UPD1001 von Microchip ist einer davon. Er überfüllt alle Anforderungen des standardisierten Leistungsmanagement- und Batterieladeprotokolls. Damit lassen sich über ein USB-Kabel gleichzeitig Daten übermitteln und bis zu 100 W Leistung an ein angeschlossenes Gerät liefern, was der 40fachen Leistung verglichen mit dem Standard nach USB 2.0 entspricht. Das UPD-Protokoll definiert die Aushandlung von Strom und Spannung über die USB-Power-Pins. Wenn sich die Geräte einig sind, können nahezu 100 W übertragen werden. Das bisherige Verfahren, »USB Battery Charging 1.2«, bei dem bis zu 500 mA über USB 2.0 und bis zu 900 mA per USB 3.0 über die 5-Volt-Leitung gejagt werden, bleibt davon unberührt.

Der UPD1001 ist ein konfigurierbarer Baustein, der alle fünf vom USB Implementers Forum spezifizierten UPD-Leistungsprofile unterstützt. Die fünf UPD-Leistungsprofile sind:

5 V, 2 A (10 W)
12 V, 1,5 A (18 W)
12 V, 3 A (36 W)
20 V, 3 A (60 W), Maximum für Micro-Steckverbinder
20 V, 5 A (100 W)

Zusätzlich erlaubt die Spezifikation eine Erweiterung der Profile mit weiteren Werten. Davon besitzt der UPD1001 25 an der Zahl. Weiterhin schreibt die Spezifikation die Erkennung von Kabel und Steckverbinder vor. Denn davon ist abhängig, wie hoch die Leistung beim Laden sein darf. Der Micro-USB-Steckverbinder ist für max. 60 Watt ausgelegt. Auch das Kabel muss für die höheren Ströme ausgelegt sein.
Die Konfiguration des UPD1001 wird über zwei Pins eingestellt. Der integrierte einmal programmierbare Speicher erlaubt die kundenspezifische Anpassung an das System ohne Verwendung zusätzlicher externer Speicher.

Dank »USB Power Delivery« lassen sich nicht nur Smartphones oder GPS-Geräte über die USB-Schnittstelle laden und versorgen sondern auch stärkere Verbraucher wie Notebooks, Drucker und Batterieladegeräte.
Ebenso ist der Einsatz in der Kfz-Elektronik und vielen anderen Anwendungen möglich.
Für den Entwickler mit der UPD1001-Familie steht das UPD1001 Evaluation Kit (EVB-UPD1001) von Microchip für 299 USD zur Verfügung.